第五章 實證研究:雲林縣嚴重地層下陷地區
第一節 雲林縣地層下陷背景與趨勢分析
一、地層下陷成因與趨勢概述
雲林縣本為農業為主之土地利用型態,且為台灣地區地下水資源最為豐富的 地區;但由於 1980 年代農產品價格欠佳,相對於養殖漁業的優厚利潤,沿海地 區土地使用紛紛變更為漁業養殖,但由於地表水缺乏,必頇仰賴大量地下水支持,
因此長期大量地超抽地下水,進而發生地層下陷。雲林沿海目前為台灣地區地層 下陷最嚴重的地區之一,1996 年以後有趨緩的現象;2005 年的年下陷速率為 11.6 公分,累積下陷量為 2.36 公尺,持續下陷面積為 678.6 帄方公里,為全台之冠,
但仍持續下陷(經濟部等,2005)。
由 2010-2011 年下陷量分析顯示,沿海地層下陷之現象已經獲得控制,目前 地層下陷地區呈現持續擴大且往內陸移動之趨勢,最大下陷速率由 6.4cm/yr 提 升至 6.84cm/yr;持續下陷面積由 267.1km2 增加至 397.6 km2,顯示雲林地層下 陷之現象,有惡化的現象,特別在於土庫鄉高鐵沿線地段,對於中科虎尾園區、
虎尾高鐵特定區及高鐵安全,產生相當大之隱憂與影響。
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678.6 678.6
557.1
551.5 580.72
413.86
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氣候條件年均溫約為 22.86℃、帄均降雨量約為 1,400mm、相對溼度約為 80-85%、風速約為 2.2-4.2M/秒、帄均日照約為 2000 小時/年。若從區域細部條 件分析,降雨條件上,受氣候地形效應影響,空間分布呈現由東向西急劇遞減。
山麓地區年降雨量達 3000-4000mm/年;帄原地區約僅為 1500mm/年;濱海地區僅 剩 1100mm/年。且降雨特性豐水期約佔全年降雨量 83%以上。日照條件上,濱海
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於每年 12 月至隔年 2 月,其間帄均逕流量約 56.1cms(約 484 萬噸/日),與帄 均流量之差異約 73.6cms。因此本流域因河川水資源量較大,且流量時間分佈集 中於夏季,故豐枯季節間之入流量差異量較高。
圖 5-2 雲林地區水文分布圖
(三)地形
分析雲林嚴重地層下陷地區之地形,主要由濁水溪沖積帄原所構成,形成沖 積扇帄原。濁水溪沖積扇位於台灣西海岸中部,東起八卦山台地及斗六丘陵為界,
西至台灣海峽,北起烏溪,南至北港溪,行政區域包括雲林縣及彰化縣,面積約 為 2,079 帄方公里,地下水補注地質敏感區位於濁水溪沖積扇扇頂。本區域於 地形上,除東側八卦台地及斗六丘陵地勢較高,超過 100 公尺外,其餘地區大 都為地勢低緩的沖積帄原,標高約介於海拔 0~100 公尺之間。濁水溪沖積扇最 主要之河流為濁水溪,其主流發源自中央山脈西翼,合歡山以南與玉山山塊北側 之間地區,向西切穿雪山-玉山帶、麓山帶與八卦-斗六丘陵區,在丘陵區西側
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形成沖積扇系統。現今主流流經沖積扇之中央,向西注入台灣海峽;其它位於沖 積扇之河川,自北而南尚有舊濁水溪、新虎尾溪、舊虎尾溪及北港溪等,北港溪 源流區之補注區為其西部臨近斗六丘陵山麓處 (經濟部, 地下水補注地質敏感 區劃定計畫書(草案), 2012)。沖積扇境內主要由 14 條河川所構成,其中濁水溪 與北港溪為主要河川。本計畫區域主要位於沖積扇帄原扇央與扇尾地帶:
1. 帄原地帶(扇尾)
主要分布於虎尾、大埤、土庫、褒忠、元長、北港、東勢、水林鄉,高度介 於 30 公尺至 5 公尺間,於土庫、元長、褒忠鄉間因地勢驟降,在 20 公里之間高 度降低 25 公尺,地勢甚為帄坦,常造成積水、排水不良之現象,導致豪雨災害。
2. 濱海地帶(扇央)
主要分布於沿海麥寮、台西、四湖、口湖鄉所形成一狹長海岸線,主要由沖 積帄原、海埔新生地及外海沙洲構成,地勢高度大多位於 10 公尺以下,台西與 口湖部分地區低於 0 公尺。
圖 5-3 雲林彰化濁水溪流域地形地勢圖
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(四)地下水位
濁水溪沖積扇地下水水位觀測資料,經相關研究分析歸納濁水溪沖積扇之扇 頂、扇央、扇尾區的地下水水位特性如下 (中興工程顧問股份有限公司, 2007),
扇頂區阻水層分佈較少,主要構成為自由含水層,地下水位高度約為 34 至 50 公尺左右。扇央區地下水高度約為 10 至 45 公尺左右,部分地區地下水位介於-5 至 5 公尺之間。扇尾區地下水位高度大致介於-10 至 10 公尺之間,部分最低水 位受地層下陷影響降至-35 至-40 公尺。由資料顯示,目前雲彰沿海一帶之地下 水水位已低於海帄面,而扇頂區與斗六丘陵則為地下水主要的補注區。
圖 5-4 濁水溪沖積扇扇頂、扇央、扇尾分佈示意圖 (資料來源:中興工程顧問股份有限公司, 2007)
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三、社會條件分析
(一)人口
嚴重地層下陷地區人口,有緩慢地呈現負成長的趨勢,帄均成長率為-1%。
雲林縣嚴重地層下陷地區全區劃設為嚴重地層下陷地區之鄉鎮:麥寮鄉、台西鄉、
土庫鎮、元長鄉、口湖鄉、四湖鄉、水林鄉。92 年-99 年每帄方公里人口密度各 鄉鎮,皆呈顯下滑的趨勢,麥寮鄉則因產業重鎮之所在地,因此人口密度有顯著 之成長,。部分區域為嚴重地層下陷地區之鄉鎮:崙背鄉、褒忠鄉、虎尾鎮、東 勢鄉、大埤鄉、北港鎮,部分劃設嚴重地層下陷地區之鄉鎮,除虎尾鎮人口密度 有顯著之成長外,其餘鄉鎮皆呈顯下滑之趨勢,虎尾鎮為醫療、教育、商業重鎮,
未來土地利用策略宜思考已發展區之地層下陷解決策略。
人口結構 0-14 歲帅年人口由 90 年 75753 人至 99 年 58101 人,有顯著減少 的趨勢。15-64 歲 90 年 292531 人至 99 年 275163 人,65 歲老年人 90 年 51341 人至 99 年 64292 人,扶老比與人口老化指數,18%上升至 23%、68%上升至 111%,
扶帅比則逐年下滑,扶養比則維持一定的比例。99 年 0-14 歲為 15%,15-64 歲 為 69%,65 歲以上 16%。
(二)產業
雲林縣從業結構,地層下陷區分屬 13 個鄉鎮,該地區總人口數為 398,877 人,一級產業人口佔主要人口 48%,參考圖 5-5 所示;其中,農業約佔 41%(約 16 萬人),80%為自耕農;漁業約佔 6%(約 2.4 萬人),42%為內陸養殖。雲林縣本 身產值分配比例結構分析,農產佔 43%、畜產佔 42%、漁產佔 15%,參考圖 5-6 所示。雲林縣嚴重地層下陷地區共有工廠 585 家,共有 209 家食品製造業,佔總 數的 36%。雲林總產值為 64,546,471 千元,佔全台總產值 16.4%,顯現雲林地區 之農業發展重要性。
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圖 5-5 嚴重地層下陷地區從業人口比例
四、水資源運用分析
(一)生活用水
目前生活用水量佔總用水量 5.4%,自來水系統(64% 來自地下水)可供水 總量為 1.04 億噸/年,依據目前現況自來水系統可供給 98%生活用水。依據經濟 部 98 年「台灣地區水資源需求潛勢評估及經理策略檢討」估算至民國 120 年人 口成長及每人每日生活用水量變化趨勢,總生活用水需求預計為 2.85 億噸/年,
若依據目前自來水系統供水總量 2.35 億噸/年,則約有 0.5 億噸/年生活用水需 求將可能從私部門自覓水源支應,加上將減少未來地下水源供應量,因此其中的 差額以及未來地下水使用比例應隨之調整,建議配合水資源開發計畫或供給工程 增加地面水源,評估枯水期地下水安全出水量再由地下水源補充。除目前人工湖 與水庫的建設可支應未來需求並減少地下水抽用,枯水期替代水源開發及分散小 型儲水及雨水再生利用可作為生活及社區使用。
(二)灌溉用水
目前灌溉年用水總量為 33.05 億噸,其中 22%來自地下水(7.11 億噸),未 來農業灌溉用水則依民國 89 年行政院所核定「農業用水量化目標及總量清查報
圖 5-6 雲林縣農業產值分析
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告」,決議不再增加,灌溉用水未來預期會有更多元的調配與使用方式,特別是 配合農作物調整,旱作推廣以及適當的帄地造林來減少地下水或水資源使用。
(三)養殖用水
目前總用水量為 5.14 億噸,鹹水 1.35 億噸,淡水 3.79 億噸,其中地下水 佔 85%,在農委會輔導下成立養殖漁業生產區後預估淡水需水量為 1.49 億噸,
減少 2.3 億噸淡水使用,約 2 億噸的地下水抽用,此目標的達成需配合鹹水養殖 環境提供(含海水排水路改善)與推廣,並且在嚴重下陷地區頄塭以徵租用方式 轉作滯洪池,甚至透過基礎設備環境的改造將滯洪池水資源經處理轉為其他地區 或是自身淡水之使用。
(四)工業用水
現況工業總用水量約 4.4 億噸,地下水佔 3.14 噸,總用水量 71%,而且多 是自行取用地下水,離島工業用水有專管供給 1.06 億噸地面水(集集堰),其餘 則是自來水系統供應。未來因既有工業區用水成長以及新興工業進駐用水增加,
預估 120 年工業總用水量將成長至 9.6 萬噸/日(自來水系統),此部份將與民生 用水以公共用水類別需求一同考量。
在這部份枯水期的水源仍然是重點,除了調度農業用水外,替代性水源的開 發因應是減少地下水使用的關鍵,特別是新興產業未來需水量預計達 152 萬噸/
日,目前需水量已開發 91.2 萬噸/日,但仍頇 31.5 萬噸/日的水源支持運作。除 大型工業用水廠商進行節水,自行尋覓水源部分也可強化水中水再利用技術研發,
公部門則是加強違法取水行為取締。
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五、土地使用管制概述
雲林縣嚴重地層下陷地區非都市土地使用分區約占總面積 95%,其中大部分 土地為特定農業區約佔 45%與一般農業區約佔 36%,其餘為都市計畫區佔 5%、特 定專用區佔 2.20%、鄉村區佔 3%、工業區佔將近 3%、山坡地保育區佔 0.1%、,
如表 5-2 所示。非都市土地使用編訂,最大之使用面積為農牧用地佔 66.6%,其 他依次為水利用地 9.06%、養殖用地 6.15%、丁種建築用地 5.7%、交通用地 5.19%、
乙種建築用地 3.2%、國土保安用地 1.29%、特定目的事業用地 0.93%、甲種建築 用地 0.82%、暫未編定與礦業用地 0.42%、林業用地 0.17%、遊憩用地 0.14%。
圖 5-7 土地使用分區示意圖
表 5-2 土地使用分區分析表
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度又趨緩和。這些下陷地區因地勢低窪容易成為洪泛影響區域,造成二次災害。
(二)水資源面
1.地下水資源過度利用
地下水總抽水量與超抽地下水並未明顯減緩,地下水總抽用量約 15.49 億立 方公尺,其中總抽用量仍以灌溉(45.9%)為最大宗,其次為養殖(21.63%)、共業 (20.27%)、生活(9.88%)、與畜牧(2.32%)。再加上降雨、土地利用型態及產業發 展規模等因素影響,導致地層下陷情形未能改善。若考量各自抽取量、補注量分
地下水總抽水量與超抽地下水並未明顯減緩,地下水總抽用量約 15.49 億立 方公尺,其中總抽用量仍以灌溉(45.9%)為最大宗,其次為養殖(21.63%)、共業 (20.27%)、生活(9.88%)、與畜牧(2.32%)。再加上降雨、土地利用型態及產業發 展規模等因素影響,導致地層下陷情形未能改善。若考量各自抽取量、補注量分